基于零件变异设计的结构移植技术59702.doc

第4期 b252d0746d5c8792d6e091275b453563.pdf 11基于零件变异设计的结构移植技术姚孔1、 零件结构移植变异将已有的零件结构移植到待变异设计的零件基型上,实现零件结构和拓扑的改变，称为零件结构移植变异。零件结构移植变异的结构关系和基本流程如图1 所示。图1零件结构移植变异零件基结构：零件基型进行结构分解, 得到组成零件模型的若干结构。移植结构：零件结构移植变异中, 用来替换零件基结构的外部零件结构。零件变异基结构：零件结构移植变异中, 直接参与变异操作、 被替换的零件基结构。结构移植的零件变异设计流程如图2：图2 结构移植的零件变异设计流程2、 零件可变异设计模型将零件基型及组成它的零件基结构的几何、功能、语义等信息进行融合，可以建立零件的可变异设计模型如图3所示。图3 零件可变异设计模型零件基结构信息模型如图4所示：图4 零件基结构信息模型下面对零件基结构信息模型的运算类型、结构驱动信息、结构定位信息及结构关联信息进行分析。2.1结构运算类型结构运算类型定义了零件几何模型生成时当前零件基结构的欧拉操作类型,定义如下:零件几何信息的生成规则：S=S1*S2*S3*Sn。其中: “ * ”为各零件基结构的欧拉运算类型, 对应结构的操作类型加、 减和交操作, “ * ”可以分别为“ + ”、 “ ”和“ X ”。2.2结构驱动信息结构驱动信息描述了结构的尺寸驱动状况, 由若干个驱动参数和相应的量值组成。对于结构 S,驱动信息模型DS 定义为:其中: Pi( i= 1, 2, , n)为结构 S 的驱动参数, Vi为Pi 对应的量值,称集合P = p 1 , p 2 , p n 为结构S的参域,集合 V= v1 , v2 , , vn为结构 S 的量域,且P 和V 中的元素按顺序一一对应。结构 S 的驱动信息模型可以简记为: DS = ( S, P , V)。2.3结构定位信息零件基结构通过参考元素(点、 线或面)进行定位。需要定位的零件基结构称为定位结构,作为零件基结构定位参照的结构称为参照结构。定位结构上的参考元素称为定位元素,参照结构上的参考元素称为参照元素。零件基结构的定位类型如表 1。 表1 零件基结构的定位类型定位类型、定位元素和参照元素称为定位相关的三要素。结构 S 的定位信息F S 如下：2.4结构关联信息结构关联信息描述了当前零件基结构与其他零件基结构间的关联关系, 包括尺寸关联和定位关联。对于尺寸关联, 设S1 , S2 为零件P 的两个关联基结构, S1 的尺寸参数PS1i和S2 的尺寸参数PS2j 间满足函数关系: PS1i= f(PS2j ) , 即尺寸参数PS1i的量值由尺寸参数PS2j 的量值确定, 称结构 S1 和 S2 间存在尺寸关联, PS1i称为目标尺寸, PS2j 称为参照尺寸,结构 S1 , S2 分别称为目标结构和参照结构。特别地,同一结构上的若干尺寸之间存在关联时, 目标结构和参照结构为同一结构。若结构S1 以S2 为参照进行定位,或结构S2 以S1 为参照进行定位,则称结构S1 和 S2 间存在定位关联。具体的定位关系可以从结构S1 或S2 的定位信息中获取。根据尺寸关联和定位关联的定义描述, 结构S的关联信息表达如下式所示。3、零件变异基结构的确定结构移植的零件变异设计主要包括零件基型的确定、零件变异基结构的确定、移植结构的获取、移植结构的拓扑搭接等重要步骤。为获得零件变异基结构需要对零件基结构进行递归细分。根据结构表现形式和确定过程，零件变异基结构可分为三种类型：独立型、包含型及组合型。独立型：在结构移植的零件变异设计中，直接以零件可变异设计模型中的一个零件基结构作为零件变异基结构。包含型：在结构移植的零件变异设计中，零件可变异设计模型中某个零件基结构的局部结构为变异基结构。组合型：在结构移植的零件变异设计中，零件变异基结构被包含在多个零件基结构中。31零件变异基结构的确定零件基结构的细分是通过切割面实现零件基结构的分解, 基本的切割面有平面、圆柱面和组合面。通过细分一个零件基结构分解为两个零件基结构，记作：Di v ( S ) = ( S1 , S2 )。根据切割面的类型, 零件基结构的细分分为平面细分、圆柱面细分以及组合面细分。3.1.1平面细分以平面为切割工具, 将零件基结构分解成平面两侧的两个细分结构。如下图2所示：图5 平面细分基结构S 和细分结构S 1 , S2 间的关系为: S =S1+ S2。3.1.2 圆柱切割细分以圆柱为切割工具, 将零件基结构分解为圆柱，内外两侧的两个细分结构, 其主要用于切取零件基结构上的孔、 槽结构。根据被切割零件基结构与切割圆柱间的相对大小和位置关系, 圆柱切割分为并切割和差切割。如下图3所示。图6 零件基结构的圆柱切割圆柱并切割中,零件基结S与细分结构S1和S 2间的关系为:S=S1+S2。若切割圆柱形成的几何体为Sc,则S1和S2 可以表示为: S1 = S-Sc, S2 = SXSc。图2b 所示为圆柱差切割，零件基结构 S 与细分结构S1 和 S2 间的关系为: S = S1 S2。其中: S1= S + Sc,S2=Sc。3.1.3 组合面细分根据目标零件基结构的特点，通过选择零件基型上的若干表面或基准面围成封闭曲面，用该封闭表面对零件基结构进行切割分解。如下图7所示。图7 零件基结构的组合面细分组合面细分中及结构S和细分结构S1和S2的关系为：S=S1-S2。3.1.4 零件基结构的递归细分通过对零件基结构细分方法的综合运用，对零件基结构进行递归细分，得到满足设计要求的细分粒度。递归细分过程如图8.图8 零件基结构的递归细分抽象递归细分过程：每次以上次细分的一个结构为目标结构进行细分，直到满足变异设计要求的细分结构，递归细分一般过程：每次细分过程中都进行细分结构的零件基结构信息模型的构建和零件变异设计模型的整体再生。上述过程中,每次取上次细分的某一细分结构进行递归细分,直到细分出满足要求的零件变异基结构为止。经过n 次递归细分得到的细分结构为: S2 , S4 ，, S2k , S2n-2 , S2n-1 , S2n ,它将作为零件基结构成员,组成零件基结构全集。结构 S1,S3 ,S2k-1,S2n- 5 , S2n-3将作为细分过程的中间细分结构参与细分运算, 为最终建立细分结构的信息模型提供中间过渡。通过细分过程，提取出变异基结构。4.零件可变异模型的整体再生通过对零件变异基结构的递归细分,得到零件变异基结构的几何模型, 同时由零件组成的零件基结构全集发生了改变: 细分前的细分零件基结构被移除,生成的细分结构被加入(中间细分结构除外)。为进一步进行变异设计, 需要建立加入的细分结的信息模型和再生零件可变异模型。此外, 在零件变异过程中,随着移植结构的加入和零件变异基结构的移除,零件可变异模型也需要再生。在进行零件变异基结构的细分时, 零件可变异模型的再生主要包括细分结构信息模型的建立和零件可变异模型的整体再生。零件结构移植变异中,零件可变异设计模型的再生主要包括移植结构信息模型的建立和零件可变异模型的整体再生。这里以零件变异基结构的单次细分为例,介绍零件可变异设计模型的再生方法。4.1细分结构信息模型 细分结构的信息模型主要包括结构 ID、 结构几何信息、 结构运算类型、 结构驱动信息、 结构定位信息、 结构关联信息和结构语义信息。其中，细分结构ID 根据细分前零件的可变异模型结构综合确定, 保证同一零件可变异设计模型中结构ID 的唯一性; 细分完成时得到的分解结构的模型几何数据作为细分结构的几何信息;细分结构的语义信息根据被细分结构的语义信息和细分过程确定。下面对细分结构的结构运算类型、 结构驱动信息、 结构定位信息和结构关联信息的确定方法进行分析。4.1.1细分结构的运算类型 由零件基结构的细分规则可知, 被细分结构与细分结构间的关系为: 平面切割或圆柱加切割获得的两个细分结构都是加材料结构, 此时两个细分结构的结构运算类型都是欧拉加操作, 对应数值1。圆柱减切割获得的细分结构有两个: 1位于切割圆柱外侧的细分结构为加材料结构;2位于切割圆柱内侧的细分结构为减材料结构,结构运算类型分别是1 和-1。4.1.2细分结构的驱动零件基结构的细分中,被细分结构和切割面的驱动信息为已知条件, 据此可以确定细分结构的驱动信息。设被细分零件基结构 S 的驱动信息模型D S =NS , PS , VS ,参域 PS = pS1, pS2, pSn , 量域VS= vS1, vS2, vSn ; 切割面 SC 驱动信息: PSc= p Sc1 , pSc2,pScm,VS=vSc1,vSc2,vScm。定义参数集4.1.3 细分结构的定位 细分结构间的定位信息,包括细分结构与其他零件基结构间的定位信息和细分结构间的定位信息。(1) 细分结构与其他零件基结构间的定位信息 需先确定细分结构的定位关联结构,细分结构的定位关联可以直接从细分前被细分零件的基结构定位关联结构中确定。对于细分结构 S 的某条定位信息,结构S 上的定位元素或参照元素为E ,根据切割过程,通过结构映射, 从细分结构中确定与 E 匹配的参考元素E, 进而实现从细分结构定位信息到细分结构定位信息的传递。依次对细分结构Si 的各条定位信息进行分析,并进行相应的传递运算, 即可确定出细分结构 Si 和Si关于其他零件基结构的定位信息,且细分结构的各条定位信息的符号和数值均与被细分零件基结构中对应定位信息的符号和数值相同。(2) 细分结构间的定位信息 对于平面切割细分, 在切割面处产生的两个细分结构上的一组平面上定义定位信息, 定位类型分别为匹配重合、 中心对齐和角度对齐。对于圆柱切割细分, 在切割圆柱表面处产生的两个细分结构上的一组圆柱面上定义定位信息, 定位类型为同轴。细分结构间的定位信息是弱约束。当细分结构间的定位信息和细分结构与其他结构间的定位信息进行组合,对细分结构进行定位时,若出现过约束现象,细分结构间的定位信息则自动失效。4.1.4 细分结构的关联信息细分结构的关联信息包括定位关联信息和尺寸关联信息。由定位关联信息的定义,根据细分结构定位信息,可以获得细分结构的定位关联信息,包括关联类型、 定位结构、 关联结构和定位类型。细分结构的尺寸关联信息从被细分结构的尺寸关联信息中继承和派生得到。对于细分结构 Si 与其他零件基结构间的尺寸关联信息,根据细分结构的驱动参数建立过程, 结合细分结构的尺寸关联信息,通过约束参数的替换和更新,建立细分结构与其他零件基结构间的尺寸关联信息。对于细分结构间对应自身不同尺寸间的尺寸关联信息, 确定目标参数和参照参数在细分结构上的对应参数, 根据对应参数所属的细分结构, 确定细分结构尺寸关联信息(目标结构和参照结构可能是同一细分结构)。此外,切割细分过程,两细分结构间可能会产生一些新的尺寸关联,根据尺寸关联信息的义规则, 确定此部分尺寸关联信息。4.2 零件可变异模型的整体再生对零件基结构进行细分后,被细分的零件基结构将从零件基结构全集中被移除,细分结构将作为零件基结构成员来构造零件模型,零件可变异模型需要整体再生。零件基结构的结构关联关系具有相互性, 组成零件可变异模型的零件基结构发生改变, 零件基结构的关联关系也将发生变化。对零件基结构进行细分时,被细分零件基结构将从零件可变异模型中移除,零件可变异模型中直接与被细分结构相关的定位信息和结构关联关系将被移除;同时,细分结构与其他零件基结构间存在约束关联, 相应的定位信息和结构关联关系将被添加到相关零件基结构信息模型中。对于零件的几何信息, 细分前的生成规则为: M = S1 * S2 * S i * * Sn。若零件基结构Si 经过细分得到细分结构Si1和Si2 ,则细分后的零件几何信息将遵循新的生成规则:M = S1* S2 * ( S i1 * S i2 ) * * S n。通过细分结构信息模型的建立,并融入零件基型的可变异模型, 对零件各基结构的定位信息、 关联信息和零件几何信息进行更新, 完成零件可变异模型的再生。5 实例5.1柴油滤油器座的零件可变异模型柴油滤油器座 M 可以分解S1, S2 ,S8 共8个基结构,如图9 所示。各零件基结构的结构关系如表1 所示。图9 才有滤油器座的结构分解表1柴油滤油器座零件基结构的结构关系根据柴油滤油器座零件模型及其零件基结构,结合各零件基结构间的结构关系, 可以得到各零件基结构的信息模型, 建立零件可变异模型。如图10所示为柴油滤油器座的零件可变异模型结构,图中列出了柴油滤油器座的零件基结构信息模型的各属性成员。根据柴油滤油器座的各零件基结构信息模型,得到零件几何信息的生成规则:GN = S1+S2+S3+(S4-S6-S7)+S5+S8。5.2柴油滤油器座的零件变异基结构如图11 所示为柴油滤油器座的变异需求, 图11a和图11b 分别为柴油滤油器变异前和变异后的几何模型,即对柴油滤油器座的端面和底座分别进行结构移植变异。结合图 9中柴油滤油器变异前和变异后的分解结构可知, 上述变异可通过零件基结构 S1和S4 进行结构移植变异操作实现。对于端面结构S4 的变异, 如果与零件基结构S4 匹配的移植结构中只有半圆形结构(如图 11c) , 为了进行端面结构的变异,需对零件基结构S 4 进行细分, 确定变异基结构。对于底面变异, 根据图11c 中所示结构 S1 所对应的底板移植结构及变异需求, 可直接将零件基结构S 1 作为底座的零件变异基结构下面介绍端面S4 变异的零件基结构的确定方法。图11 柴油滤油器座的变异需求 对于端面变异, 通过对零件基结构进行两次平面细分,可以获得满足条件的变异基结构,如图12 所示。经过两次细分,得到的零件基结构S43即为满足要求的零件变异基结构。图12 柴油滤油器座零件变异基结构的确定5.3柴油滤油器座的结构移植变异 确定了变异基结构,进一步从移植结构库中检索与零件变异基结构匹配的移植结构,进行零件结构移植变异。滤油器座零件的变异过程如图13所示。图13 中滤油器座的变异操作过程分为四个步骤:(1) 确定滤油器座零件变异基结构;(2)从零件移植结构库中检索与变异基结构相匹配的移植结构单元;(3)移植结构的加载;(4)根据滤油器座的零件可变异模型和零件基结构间的映射关系,对移植结构进行尺寸驱动和拓扑搭接, 对零件可变异模型进行再生,完成变异设计。图13 柴油滤油器座的结构移植6 结构移植的映射拓扑搭接通过在移植结构和零件基型上分别定义搭接面, 根据零件变异基结构信息和零件变异需求,进行移植结构的拓扑定位,通过对零件基型进行再生,实现移植结构的拓扑搭接,完成变异设计。根据移植结构与零件基型间的连接关系对移植结构的拓扑搭接进行分类。搭接面是用来连接移植结构和零件基型的参考平面,按照几何形状,分为平面搭接面、 柱面搭接面、球面搭接面和自由曲面搭接面等; 根据搭接面的作用分为目标搭接面( target faying surface, TFS) 和参照搭接面( reference faying surface, RFS) . 其中目标搭接面是待定位的零件结构上的搭接面,参照搭接面是作为参照对其它结构进行定位的基准结构上的搭接面,如图9 所示.图9 目标搭接面和参照搭接面6.1 移植结构的拓扑搭接技术 按照搭接面的几何类型, 移值结构的拓扑塔接分为平面搭接、 圆柱面搭接、 平面-规则曲面搭接和自由曲面搭接.移植结构的拓扑搭接分类及设计流程如图10 所示.图10 移植结构的拓扑搭接流程6.2 移植结构的变换映射拓扑搭接与混合映射拓扑搭接6.2.1 平移变换映射拓扑搭接通过对移植结构或零件基结构进行平移变换实现移植结构的拓扑搭接称为平移变换搭接. 平移变换搭接要求搭接面对中目标搭接面和参照搭接面都是平面搭接面, 对于机械产品,结构连接处的2 个截面中心或相应顶点一般重合, 取目标搭接面和参照搭接面的几何中心或对应顶点作为对齐点,根据对齐顶点确定平移向量.设目标搭接平面和参照搭接平面的对齐点分别为P1 ( x1 , y1 , z1 )、 P2 ( x2 , y2 , z2 ) ,则平移向量为：根据平移向量得到平移变换搭接坐标变换公式:6.2.2 旋转变换映射拓扑搭接 通过对移植结构或零件基结构进行旋转变换实现移植结构的拓扑搭接称为旋转变换搭接.旋转变换搭接需要确定旋转向量和旋转角度2个基本参数.根据平面的法向量或圆柱面轴线的方向向量确定旋转向量或旋转角度。若n1 ( x1 , y1 , z1 ) 为目标平面搭接面的法向量或目标圆柱搭接面的轴线的方向向量, n2(x2,y2,z2 )为参照平面搭接面的法向量或参照圆柱搭接面的轴线的方向向量, 根据向量 n1、 n2 可以确定法线对齐操作的旋转向量 n和旋转角度。6.2.3 混合映射拓扑搭接 移植结构的混合搭接主要应用于平面 -规则曲面的拓扑搭接处理.平面-规则曲面拓扑搭接指一组搭接面对中,一个搭接面为平面,另一个为规则曲面的移植结构拓扑搭接. 在机械产品中,常用的规则曲面柱面和球面, 根据圆柱面与球面的几何性质,可以研究平面与圆柱面或球面间拓扑搭接.平面与圆柱面或球面的拓扑搭接可用滚球曲面混合操作来实现.滚球曲面混合操作运用圆球面在目标搭接面和参照面间滚动, 在它的滚动过程中表面所经过的区域就形成一个曲面, 这个曲面包括了平面 -规则曲面拓扑搭接的混合曲面. 滚球曲面混合操作的关键参数是混合半径,即混合球面的半径,混合半径过大或过小,都可能导致混合操作失败.根据滚动曲面混合的定义,得到平面与柱面和球面的搭接关系如图 11所示.图11 平面-规则曲面拓扑搭接在图11( a) 所示为平面与球面搭接或平面与轴线与平行的圆柱面的拓扑搭接, s 为球心或圆柱轴线到平面的距离, R1 为球面或柱面的半径, r 为待确定混合球面的半径, d为滚球中心到搭接圆柱面轴线垂直距离向量在搭接平面内投影的长度. 由图 11(a)中的直角三角形求解得在图11( a)中, d 为圆柱轴线在搭接平面内的投影线段到两侧面边的最小距离,或者为搭接球面球心在搭接平面的投影点到搭接平面边界的最小距离;则平面与球面或平面与轴线与其平行的圆柱面的拓扑搭接的混合半径取值区间 (s-R1)/2,(s2+d2-R21)/(2(s +R1) .图4( b)所示为平面与轴线与其成角度的圆柱面的拓扑搭接, d 为圆柱轴线与平面交点到平面边界的最小距离.此时混合半径的取值下限没有限制,即r min 0; 通过解三角形可以确定混合半径的最大取值为rmax =(d-r/sin)tan(/2)。则平面与轴线与其成角度的圆柱面之间的混合拓扑搭接的混合半径取值区间范围为( 0，(d-r/sin)tan( /2) . 6.3 移植结构的桥接映射搭接技术对于自由曲面拓扑搭接, 由于搭接面对中存在自由曲面,而自由曲面没有固定的方程,也不具备规则曲面的一些性质,若采用曲面混合搭接,混合半径的确定将极其复杂;针对自由曲面拓扑搭接,提出了桥接映射法. 6.3.1桥接映射搭接的预处理在运用映射桥接法进行自由曲面拓扑搭接时,需要对目标搭接面及其关联结构进行预处理.预处理操作主要根据变异前零件基结构的几何位置特点,综合运用平移、 旋转坐标变换操作, 使得目标搭接面与参照搭接面得到初步定位。 设F1、 F2 为自由曲面搭接中参照搭接面和目标搭接面,预处理操作就是通过对移植结构进行矩阵变换操作,使得目标搭接面与参照搭接面相切.这里的相切是广义相切, 可以是F1、 F2 绝对相切, 也可以是F1、 F2 的包围盒在某个侧面上相切. 具体的切点位置及相切侧面根据变异前零件变异基结构和零件基型的形状、位置信息及变异需求等设计知识综合确定. 6.3.2 桥接过渡区域的确定如图12( a)所示,分别将目标搭接面和参照搭接面向桥接过渡平面投影, 得到目标过渡区域( targettransition area,TTA) 和参照过渡区域( reference transition area, RTA) ;如图12(b)所示,根据投影得到的目标过渡区域和参照过渡区域, 对二者进行求交运算,得到的相交区域即为桥接过渡区域( bridget ransition area, BT A) .图12 自由曲面拓扑搭接的桥接过渡区域桥接过渡平面的选取、 曲面向平面投影和区域求交是桥接过渡区域的 3 个基本技术要素。通过自由曲面拓扑搭接的预处理, 已经实现目标搭接面及目标结构的初步定位,并且使得目标搭接面的包围盒与参照搭接面相切.若目标搭接面与参照搭接面直接相切, 则直接取二者的公共切面作为桥接过渡平面。对于目标搭接面和参照搭接面的包围盒在某个坐标平面方向上相切, 记参照搭接面和目标搭接面的包围盒分别为B1 ( x min1 , xmax1 , ymin1 , ymax1 , zmin1 ,z max1 ) , B2 ( xmin2 , xmax2 , ymin2 , ymax2 , zmin2 , zmax2 ) .不妨设二者的包围盒在 z方向上相切,且B2在z方向的下坐标等于B1 在z 方向上的上坐标, 即 z1max =z2min .令z0 = z1max ,则桥接过渡平面的方程为z = z0对于B1和B2在 x、 y 方向上相切的桥接过渡平面分别为: x = x 0和y = y 0 .其中, x 0、 y 0 为在相应方向上的B1、 B2 的等值边界。6.3.3连接桥的生成 如图13所示,将桥接过渡区域向目标搭接面和参照搭接面上进行反向投影可以得到分别位于目标搭接面和参照搭接面上的目标搭接区域和参照搭接区域.图13自由曲面拓扑搭接的搭接区域对目标搭接区域和参照搭接区域进行网格化处理,将目标搭接区域和参照搭接区域上的各网格匹配成对, 以各配对网格为端面建立广义棱柱,并将各广义棱柱进行布尔并操作, 得到连接桥,完成自由曲面拓扑搭接。通过对过渡搭接区域进行四边形网格划分, 将过渡区域上的所有网格一一投影到目标搭接区域和参照搭接区域上进行投影映射,得到目标搭接区域和参照区域的划分网格,并自动进行同源配对。如图14( a)所示,对过渡搭接区域进行四边形网格划分,得到网格集合为M,记:M = m1 , m2 , mnM 共包含n 个网格, mi ( i= 1, 2, , n) 为第 i 个网格. mi 的4 个顶点集合记作:Vmi= Pmi1 , Pmi2 , Pmi3 , Pmi4 .如图14( b) 所示, 将网格 mi ( i= 1, 2, , n)向参照搭接区域和目标搭接区域上的投影分别得到网格ai、 bi , 设参照搭接区域和目标搭接区域上的网格集合分别为A、 B,则:图14 搭接区域网格划分 A = a1,a2 ,an B =b1,b2,bnai、bi 的顶点均由mi 的顶点投影得到, 顶点集合分别为： Vai=Pai1 ,Pai2 ,Pai3,Pai4 Vbi=Pbi1 , Pbi2 , Pbi3 , Pbi4Paij 、Pbij ( i= 1, 2, n; j = 1, 2, 3, 4)分别为网格mi 的顶点Pmij 在参照搭接区域和目标搭接区域上的投影. 将网格集合A 中的成员ai 与网格集合B 中的成员bi 进行配对得(ai,bi) ,则目标搭接区域与参照搭接区域的网格配对为(a1,b1),(a2, b2),(an,bn) . 基于配对网格( ai , bi ) ( i= 1, 2, n)及顶点集合Vai、Vbi, 以网格 ai、 bi 为端面, 构造 4 个侧面Pai1 Pai2 Pbi2 Pbi1、 Pai2 Pai3 Pbi3 Pbi2、 Pai3 Pai4 Pbi4 Pbi3、Pai4 Pai1 Pbi1 Pbi4 ,建立广义棱柱 Si . 合并各广义棱柱,得到自由曲面搭接的连接桥(如图15 所示) , 即图15 自由曲面拓扑搭接连接桥7 实例7.1平面搭接的结构移植变异1）产品结构移植变异需求如图16所示为空气过滤器零件基型,包含S1、S2、S11共11个零件基结构。图16空气过滤器零件结构现需要将该零件接口形式由横向更改为纵向,如图17所示.可以以 S9 为零件变异基结构,通过产品结构移植变异设计实现。图17 结构移植变异需求2）移植结构变异拓扑搭接如图18 所示,将纵向接口形式的移植结构加载到设计平台,以空气过滤器零件机体上与零件变异基结构相连的端面为参照搭接面,移植结构的一个端面为目标搭接面.由于目标搭接面和参照搭接面均为平面,且形状、 拓扑特性均一致,因此系统自动运用平面三向对齐理论进行移植结构拓扑